جهت یابی زمان حقیقی منابع صوت زیر آب با استفاده از واحد پردازنده گرافیکی

جهت یابی منابع صوت به کمک روش های مبتنی بر آرایه فازی، اهمیت فراوانی در حوزه های مختلف از جمله سونار، بینایی ربات و تشخیص عیوب مکانیکی دارد. روش های شکل دهی پرتو وفقی، از جمله الگوریتم کمینه واریانس بدون اعوجاج از قدرت تفکیک بالایی نسبت به روش های غیروفقی برخوردار هستند؛ اما این برتری در ازای پیچیدگی محاسباتی این الگوریتم ها بدست آمده است. این مسئله باعث می شود در کاربردهایی که نیاز به جهت یابی زمان حقیقی منبع صوت دارند، به ندرت از این الگوریتم ها استفاده شود. از سوی دیگر، یک ویژگی مهم روش های شکل دهی پرتو وفقی از جمله کمینه واریانس، پتانسیل بالای این الگوریتم ها برای موازی سازی می باشد. هدف این مقاله، پیاده سازی موازی الگوریتم کمینه واریانس با به کارگیری واحد پردازنده گرافیکی (GPU)، به جای واحد پردازنده مرکزی (CPU) به منظور افزایش سرعت اجرا و رسیدن به حالت زمان حقیقی می باشد. برای دست یابی به این هدف از مدل برنامه نویسی کودا  برای پیاده سازی الگوریتم بر روی پردازنده گرافیکی استفاده شده است. به منظور بررسی عملکرد پیاده سازی موازی الگوریتم کمینه واریانس، دو مدل GPU متفاوت و همچنین CPU بکاربرده شده است. صحت عملکرد پیاده سازی های مختلف در این مقاله توسط داده های واقعی سونار و همچنین داده های شبیه سازی تایید گردید. نتایج نشان می دهد که می توان با استفاده از یک آرایه 64 حسگره، جهت منابع صوت زیر آب را با استفاده از الگوریتم کمینه واریانس به صورت زمان حقیقی و با قدرت تفکیک بالا تخمین زد.